aula 1

IBE006- T

E

P

D

: Ecologia e manejo de populações

C

H

: 30

,

10

12

Rita Portela

Laboratório de Ecologia Vegetal – sala A2-90

Departamento de Ecologia

EMAIL DISCIPLINA

:

ecoemanejodepops@gmail.com

Aula 1

Revisão de conceitos já vistos em Ecologia

Básica:

• Introdução ao curso

• Definição da unidade de estudo

• Modelos de crescimento populacional:

com e sem regulação

B

IBLIOGRAFIA

RECOMENDADA

:

Unified Study of Animals and Plants. Wiley-Blackwell.

• Begon, M., Townsend, C. R. & Harper, J. L. 2006. Ecologia: de indivíduos a ecossistemas. Editora Artmed.

• Caswell, H. 2001. Matrix population models. Sinauer Associates. • Gotelli, N.J. Ecologia. Editora Planta, Londrina.

• Harper, J.L. 1977. Population Biology of Plants. The Blackburn Press. • Hutchinson, G.E. 1978. An introduction to population ecology. Yale

University Press.

• Morris, W.F. & Doak, D.F. 2002. Quantitative Conservation Biology: theory and practice of population viability analysis. Sinauer Associates Inc.

• Rockwood, L.L. 2006. Introduction to population ecology. Blackwell Publishing.

• Tuljapurkar, S. and H. Caswell. 1996. Structured population models in marine, terrestrial and freshwater systems. Chapman and Hall.

• Williams, B.K., Nichols, J.D. & Conroy, M.J. 2002. Analysis and management of animals populations: modeling, estimation, and decision making.

Avaliações

• Seis perguntas referentes a seis artigos científicos.

Pode

faltar dois! Não existe segunda chamada.

Cada

pergunta vale 2.5 pontos. Qt mais perguntas vc fizer, mais

pontos vc ganha!

• Um exercício de matrizes populacionais feito na mão. Qts

alunos já fizeram Ecologia Vegetal? 2.5 pontos.

Não

existe segunda chamada.

• Exercíos no LIG – cada exercício 2.5 pontos

Não existe

segunda chamada.

Terá que ser entregue.

• Parâmetros como presença e participação em sala de aula

também serão considerados. 2.5 pontos

• Projeto de manejo de uma espécie. 10.0 pontos

• Média: (Nota perguntas + Notas exercício e

Ecologia

Foi o primeiro a definir o termo

Ecologia (1866)

• Conjunto de conhecimentos sobre a economia da natureza.

• Investigação das relações dos animais com o seu ambiente

inorgânico e orgânico.

• Estudo de todas as inter-relações complexas referidas por

Darwin como as condições da luta pela existência (1859).

Ecossistemas

Comunidades

Populações

Indivíduos/Organismos

Cada abordagem possui propriedades e

parâmetros próprios

O que são populações???

• Indivíduos da mesma espécie

coexistindo

em uma

mesma área

e ao

mesmo tempo

• Tais indivíduos guardam

afinidades

filogenéticas

(de parentesco) bem próximas

entre si, mantêm

relações ecológicas

bastante intensas

e

apresentam papel

• Tanto em termos ecológicos quanto

genéticos, cada

população é formada por

grupos de organismos dentro dos quais as

chances de cruzamento são maiores do que

com organismos de uma outra população

(geralmente mais distante ou com algum

grau de isolamento espacial)

População

é um conjunto de indivíduos,

potencialmente intercruzáveis,

separados geograficamente de outros

indivíduos da mesma espécie

Ecologia de Populações

• Estudos sobre ecologia de populações

remonta aos modelos de Malthus (1798)

• A população humana cresce de forma

geométrica

• A produção de alimentos cresce de forma

aritmética

São entidades dinâmicas que

variam no tempo e no espaço

Modelos de crescimento

populacional

MODELOS DE CRESCIMENTO POPULACIONAL SEM

REGULAÇÃO (exponencial)

(dN/dt) taxa de crescimento da população

(r) taxa de crescimento instantâneo = b-d= taxa de natalidade

instantânea – taxa de mortalidade instantânea – taxa de

crescimento da população sobre um intervalo de tempo por

indivíduo

b= número de nascimentos por indivíduo por unidade de tempo

d= número de mortes por indivíduo por unidade de tempo (definido

para uma população durante um intervalo de tempo)

Pressupostos desse modelo:

• População fechada

• b e d constantes (recursos ilimitados!)

• Ausência de estrutura genética e etária

MODELOS DE CRESCIMENTO POPULACIONAL COM

REGULAÇÃO

É importante entender claramente a diferença entre as

maneiras pelas quais a abundância é determinada e as

maneiras como a abundância é regulada

Por que o tamanho das populações varia no

tempo?

REGULAÇÃO →

tendência de uma população de

decrescer em tamanho quando ele está acima de

um certo nível, mas de aumentar em tamanho

quando este situa-se abaixo desse nível –

resultados de

processos dependentes de

densidade

Quando um fator é dito

determinador

,

significa apenas que afeta fortemente o

tamanho da população

Um fator é dito

regulador

da população

quando a mantém em torno de um valor

médio de abundância

Com a diminuição da disponibilidade de recursos, indivíduos

competidores podem:

1. Morrer

2. Reproduzir mais tardiamente ou deixar menos descendentes

3. Dispersar ou migrar para outros locais mais favoráveis

Redução na sobrevivência, crescimento e/ou reprodução de pelo menos

um competidor

Efeito Dependente de Densidade

Capacidade Suporte Densidade = K → população permanece constante Densidade > K → mortes excedem os nascimentos – população diminui Densidade < K → nascimentos excedem as mortes – população aumenta

Com a diminuição da disponibilidade de recursos, indivíduos

competidores podem:

1. Morrer

2. Reproduzir mais tardiamente ou deixar menos descendentes

3. Dispersar ou migrar para outros locais mais favoráveis

Redução na sobrevivência, crescimento e/ou reprodução de pelo menos

um competidor

Efeito Dependente de Densidade

Capacidade Suporte Densidade = K → população permanece constante Densidade > K → mortes excedem os nascimentos – população diminui Densidade < K → nascimentos excedem as mortes – população aumenta

Competição intra-específica ajuda a

Competição intra-específica ajuda a regular o tamanho das populações Bactéria Lactobacillus sakei Gnus Connochaetes taurinus Salgueiro Salix cinerea

Efeito Dependente de Densidade causado por

Competição Intra-específica

É preciso deixar claro que

fatores dependentes da densidade

não dependem da densidade da população. Seus efeitos sobre a população é

que serão diferentes, dependendo da densidade da população

A disponibilidade de alimento pode agir de forma

dependente da densidade, isto é, quando a densidade da

população é muito baixa, há alimento para todos os

indivíduos e a tendência é alta natalidade/baixa

mortalidade.

Com o aumento da densidade, mesmo que a

quantidade de alimento seja a mesma, o maior número de

indivíduos levará à competição entre eles.

O efeito agora será diferente, pois a tendência será

baixa natalidade/alta mortalidade.

Portanto, o mesmo fator, a

quantidade de alimento

, tem efeito

diferente sobre uma população de consumidor quando em

Nenhuma população está absolutamente livre de

regulação

Não se conhece crescimento populacional desenfreado e

declínios desenfreados que levam a extinção são raros

Algumas populações estão quase sempre se recuperando do último desastre Outras estão limitadas por um recurso abundante ou por um recurso escasso Outras estão geralmente em declínio após episódios repetidos de colonização

Mas além dos efeitos dependente de densidade

Também existem efeitos independente de densidade

regulando e determinando o tamanho das populações

Os efeitos diretos de fatores abióticos sobre os organismos são

considerados, então, independentes da densidade

A pluviosidade é um fator abiótico cujos efeitos diretos sobre os

organismos serão independentes da densidade.

MODELOS DE CRESCIMENTO POPULACIONAL COM

REGULAÇÃO

o crescimento da população se reduz exatamente na mesma proporção do aumento da densidade

(dN/dt) taxa de crescimento da população (r) taxa de crescimento instantâneo

(N) tamanho da população

(K) capacidade suporte do ambiente – tamanho populacional máximo suportável por uma variedade de recursos potencialmente limitantes

Esta equação é chamada de equação logística, possivelmente devido a representar a “logística” de um ambiente em termos dos indivíduos que

pode suportar de uma população

Solução da

equação logística

(b) é uma constante, que depende do valor da população no tempo inicial, quando t = 0.

(e) é a base dos logaritmos neperianos (e = 2,71828...) (r) é a taxa intrínseca de crescimento

Capacidade suporte do ambiente K

K = número de indivíduos de uma espécie que o ambiente suportaria

Quando N é muito menor que K

N/K = próximo a 0

Logo o resultado entre parêntesis seria próximo de 1

A equação logística se reduziria a uma equação exponencial

Isso faz sentido já que em baixas densidades haverá recursos ou abrigo

suficiente para todos, ou ainda, a chance de predação ou parasitismo

seria pequena

Os fatores dependentes da densidade não agiriam, e a população cresceria

exponencialmente

Capacidade suporte do ambiente K

K = número de indivíduos de uma espécie que o ambiente suportaria

Quando N é muito menor que K

N/K = próximo a 0

Logo o resultado entre parêntesis seria próximo de 1

A equação logística se reduziria a uma equação exponencial

Isso faz sentido já que em baixas densidades haverá recursos ou abrigo

suficiente para todos, ou ainda, a chance de predação ou parasitismo

seria pequena

Os fatores dependentes da densidade não agiriam, e a população cresceria

exponencialmente

Esse é o termo que modela a

competição intra-específica

Com o aumento do tamanho da população

N se aproximaria de K

o termo (1 – N/K) estaria entre zero e um

O resultado final é que dN/dt será mais reduzido quanto mais N se aproximar de K

a taxa de crescimento (dN/dt) se reduzirá linearmente com o aumento do tamanho

populacional (N)

Se N = K

Pressupostos desse modelo:

• População fechada

• Ausência de estrutura genética e etária

• Capacidade suporte constante

• Denso-dependência

linear (taxa de crescimento

populacional decresce

linearmente com o tamanho da população

• A partir da aula de hoje, somente